ماشین آلات صنایع غذایی
تقطیر
تقطیر
تقطیر، در واقع، جداسازی فیزیکی برشهای نفتی است که اساس آن ، اختلاف درنقطه جوش هیدروکربنهای مختلف است. هر چه هیدروکربنسنگینتر باشد، نقطه جوش آن زیاد است و هر چه هیدروکربن سبکتر باشد، زودتر خارج می‌شود. اولین پالایشگاه تاسیس شده در جهان ، در سال 1860 در ایالت پنسیلوانیای آمریکا بوده است . نفت خام ، از کوره‌های مبدل حرارتی عبور کرده، بعد از گرم شدن وارد برجهای تقطیر شده و تحت فشار ودما به دو صورت از برج ها خارج می‌شود و محصولات بدست آمده خالص نیستند. انواع برجهای تقطیر در زیر توضیح داده می‌شوند .
برج های تقطیر با سینی کلاهکدار
در برج های تقطیر با سینی کلاهکدار ، تعداد سینیها در مسیر برج به نوع انتقال ماده و شدت تفکیک بستگی دارد. قطر برج و فاصله میان سینیها به مقدار مایع و گاز که در واحد زمان از یک سینی می‌گذرد، وابسته است. هر یک از سینیهای برج ، یک مرحله تفکیک است. زیرا روی این سینی ها ، فاز گاز و مایع در کنار هم قرار می‌گیرند و کار انتقال ماده از فازگازی به فاز مایع یا برعکس در هر یک از سینیها انجام می‌شود. برای اینکه بازدهیانتقال ماده در هر سینی به بیشترین حد برسد، باید زمان تماس میان دو فاز و سطحمشترک آنها به بیشترین حد ممکن برسد.
بخشهای مختلف برج تقطیر با سینی کلاهکدار
· بدنه و سینیها:جنس بدنه معمولا ازفولادریخته است. جنس سینیها معمولا ازچدناست. فاصله سینیها رامعمولا با توجه به شرایط طراحی ، درجه خلوص و بازدهی کار جداسازی بر می‌گزینند. دربیشتر پالایشگاههای نفت ، برای برجهای تقطیر به قطر4ftفاصله میان50 - 18 سانتیمتر قرار می‌دهند. با بیشتر شدن قطر برج ، فاصله بیشتری نیز برایسینی‌ها در نظر گرفته می‌شود.
· سرپوشها یا کلاهکها:جنس کلاهکها از چدن می‌باشد. نوع کلاهکها با توجهبه نوع تقطیر انتخاب می‌شود و تعدادشان در هر سینی به بیشترین حد سرعت مجاز عبورگاز از سینی بستگی دارد.
· موانع یا سدها:برای کنترل بلندی سطح مایع روی سینی ، به هر سینی سدی بنام 'وییر' (Wier) قرار می‌دهند تا از پایین رفتن سطح مایع از حد معنی جلوگیری کند. بلندی سطح مایع در روی سینی باید چنان باشد که گازهای بیرون آمده از شکافهای سرپوشها بتوانند از درون آن گذشته و زمان گذشتن هر حباب به بیشترین حد ممکن برسد. بر اثر افزایش زمان گذشتن حباب از مایع ، زمان تماس گاز و مایع زیاد شده ، بازدهی سینیها بالا می‌رود .
برج های تقطیر با سینیهای مشبک
در برج های با سینی مشبک ، اندازه مجراها یاشبکه‌ها باید چنان برگزیده شوند که فشار گاز بتواند گاز را از فاز مایع با سرعتی مناسب عبور دهد. عامل مهمی که در بازدهی این سینیها موثر است، شیوه کارگذاری آنها در برج است. اگر این سینی ها کاملا افقی قرار نداشته باشند، بلندی مایع در سطح سینی یکنواخت نبوده و گذر گاز از همه مجراها یکسان نخواهد بود.
خورندگی فلز سینی ها هم در این نوع سینی ها اهمیت بسیار دارد. زیرا بر اثر خورندگی، قطر سوراخ ها زیاد می‌شود که در نتیجه مقدار زیادی بخار با سرعت کم از درون آن مجاری خورده شده گذر خواهد کرد. و می‌دانیم که اگر سرعت گذشتن گاز از حد معینی کمتر گردد، مایع از مجرا به سوی پایین حرکت کرده بازدهی کار تفکیک کاهش خواهد یافت.
برج های تقطیر با سینیهای دریچه‌ای
این نوع سینی ها مانند سینیهای مشبک هستند. با این اختلاف که دریچه‌ای متحرک روی هر مجرا قرار گرفته است. در صنعت نفت ، دو نوع از این سینی ها بکار می‌روند :
-1 انعطاف پذیر :همانطور که از نام آن برمی‌آید، دریچه‌ها می‌توانند بین دو حالت خیلی باز یا خیلی بسته حرکت کنند .
-2 صفحات اضافی:در این نوع سینی ها ، دو دریچه یکی سبک که در کف سینی قرار می‌گیرد و دیگری سنگین که بر روی سه پایه‌ای قرار گرفته ، تعبیه شده است. هنگامی کهبخار کم باشد، تنها سرپوش سبک به حرکت در می‌آید. اگر مقدار بخار از حد معینی بیشتر باشد، هر دو دریچه حرکت می‌کنند .
مقایسه انواع گوناگون سینیها
در صنعت نفت ، انواع گوناگون سینیها در برجهای تقطیر ، تفکیک و جذب بکار برده می‌شوند. ویژگیهایی که در گزینش نوع سینی برای کار معینی مورد توجه قرار می‌گیرد، عبارت است از: بازدهی تماس بخار و مایع ،ظرفیت سینی ، افت بخار در هنگام گذشتن از سینی ، زمان ماندن مایع بر روی سینی ،مشخصات مایع و ... . چون در صنعت بیشتر سینیهای کلاهکدار بکار برده می‌شوند، برای مقایسه مشخصات سینیهای دیگر ، آنها را نسبت به سینیهای کلاهکدار ارزیابی می‌کنند.
برجهای انباشته
در برجهای انباشته ، بجای سینیها از تکه‌ها یا حلقه‌هایانباشتی استفاده می‌شود. در برجهای انباشته حلقه‌ها یا تکه‌های انباشتی باید بهگونه‌ای برگزیده و در برج ریخته شوند که هدفهای زیر عملی گردد.
ایجاد بیشترین سطح تماس میان مایع وبخار
2. ایجاد فضا مناسب برای گذشتن سیال از بسترانباشته
جنس مواد انباشتی
این مواد باید چنان باشند که با سیال درون برج ، میلترکیبی نداشته باشند.
استحکام مواد انباشتی
جنس مواد انباشتی باید به اندازه کافی محکم باشد تابر اثر استفاده شکسته نشده و تغییر شکل ندهد.
شیوه قرار دادن مواد انباشتی
مواد انباشتی به دو صورت منظم و نامنظم درونبرج قرار می‌گیرند.
1. پر کردن منظم:از مزایای این نوع پر کردن، کمتر بودن افت فشار است که درنتیجه می‌شود حجم بیشتر مایع را از آن گذراند.
2. پر کردن نامنظم:از مزایای این نوع پر کردن ، می‌توان به کم هزینه بودنآن اشاره کرد. ولی افتفشاربخاردر گذر از برج زیاد خواهد بود
مقایسه برجهای انباشته با برجهای سینی‌دار
دربرجهای انباشته ، معمولا افت فشار نسبت به برجهای سینی‌دار کمتر است. ولیاگر در مایع ورودی برج ، ذرات معلق باشد، برجهای سینی‌دار بهتر عمل می‌کنند. زیرادر برجهای انباشته ، مواد معلق ته‌نشین شده و سبب گرفتگی و برهم خوردن جریان مایعمی‌گردد. اگر برج بیش از حد متوسط باشد، برج سینی‌دار بهتر است. زیرا اگر در برجهایانباشته قطر برج زیاد باشد، تقسیم مایع در هنگام حرکت از بستر انباشته شده یکنواخت نخواهد بود.
در برجهای سینی‌دار می‌توان مقداریاز محلول را به شکل فرایندهای کناری از برج بیرون کشید، ولی در برجهای انباشته اینکار، شدنی نیست. کارهای تعمیراتی در درون برجهای سینی‌دار ، آسانتر انجاممی‌گیرد. تمیز کردن برجهای انباشته ، از آنجا که باید پیش از هرچیز آنها را خالیکرده و بعد آنها را تمیز نمایم، بسیار پرهزینه خواهد بود.